Les vagues dans les retenues d'altitudes : analyse et méthodes pour la prévention
Résumé
Le vent et l'impact d'un mouvement gravitaire rapide dans une retenue d'altitude, produisent des vagues dont la nature et l'amplitude dépendent des grandeurs de l'impactant (vent ou mouvement gravitaire rapide) et de la profondeur d'eau. Dans cet article, nous avons donné les principales lois d'échelle qui permettent d'évaluer le volume d'eau déplacé lors de l'interaction et l'onde hydrodynamique qui en résulte, en insistant non seulement sur l'amplitude des vagues mais aussi sur leurs natures. Le vent et les mouvements gravitaires lents produisent des ondes sinusoïdales alors que les mouvements gravitaires rapides produisent des ondes plus raides de type tsunami. L'extension des retenues d'altitude est limitée et les vagues produites rencontrent rapidement le parement du barrage (ou une berge). Elles génèrent une surélévation, dite run-up, dont l'amplitude dépend des caractéristiques de l'onde incidente et de la pente de la berge. Nous avons rassemblé suffisamment de données expérimentales et développé une analyse théorique pour montrer les similitudes et les différences qu'il y a entre les ondes sinusoïdales et les ondes solitaires en termes de run-up. Nous avons enfin choisi des formules simples et établi un abaque permettant à tout ingénieur de faire un premier diagnostic. / The load of the wind and the impact of rapid mass movements in a reservoir generate waves whose nature and properties depend on the magnitude of the load and the water depth in the reservoir. In this paper we summarized the main existing scaling laws allowing assessing the resulting hydrodynamic effects, focusing not only on the amplitude of the waves, but also on its nature. The wind and the slow movements produce sinusoidal waves while rapid mass movements produce steeper water waves such as tsunamis. Given the limited extension of the mountain lakes, the produced water waves rapidly meet the shores or the dam on which they generate a run-up whose amplitude depends on the characteristics of the incident wave and the slope of the shore. We have undertaken a theoretical analysis and collected several experimental data in order to show the similarities and the differences between the sinusoidal waves and the solitary waves in terms of run-up. We finally, choose simple formulas and produced a chart enabling any engineer to make a first diagnosis.
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Sciences de l'environnement
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